Récemment, le Dr Huo Zhipeng et son étudiant Lu Yidong de l’Institut Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences ont créé un nouveau type de matériau composite pour protéger contre les neutrons et les rayonnements gamma. Ils ont utilisé une plaque micronique Sm2O3, un type de charge à base de terres rares, pour renforcer le polyéthylène contenant du bore.
Les résultats de la recherche ont été publié sur Science et technologie des composites.
La radioprotection repose sur le temps, la distance et le blindage. Les neutrons à haute énergie et les rayons gamma peuvent endommager les tissus et les gènes. Les matériaux à base de plomb sont couramment utilisés pour le blindage, mais ils sont toxiques. Le samarium, un élément des terres rares, est prometteur pour le blindage car il absorbe à la fois les neutrons et les rayons gamma.
Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la façon dont la microstructure des matériaux affecte leurs propriétés de blindage. Le développement de charges de terres rares présentant des caractéristiques spécifiques pourrait conduire à de meilleurs matériaux de protection contre les neutrons gamma.
Dans cette étude, une série de charges Sm2O3 en plaques microniques avec différentes surfaces spécifiques et distributions granulométriques ont été synthétisées par une méthode de coprécipitation homogène. Ils ont découvert qu’en ajustant le processus de synthèse, on pouvait produire des charges de taille uniforme et de surface élevée.
Ces charges ont ensuite été ajoutées au polyéthylène contenant du bore pour créer des composites. Les composites ont montré des propriétés améliorées de stabilité thermique, de résistance mécanique et de protection contre les rayonnements par rapport aux matériaux sans charges.
Les tests ont révélé que le matériau composite pouvait bloquer 98,7 % du rayonnement neutronique d’une source de 252 Cf et 72,1 % du rayonnement gamma d’une source de 137 Cs lorsque le matériau avait une épaisseur de 15 cm.
Ce travail propose une nouvelle stratégie pour le développement de la technologie de radioprotection du point de vue de la science des matériaux.
Plus d’information:
Zhipeng Huo et al, Plaques microniques Sm2O3/B4C/composites HDPE contenant des charges à surface spécifique élevée pour la protection contre les rayonnements complexes des neutrons et des rayons gamma, Science et technologie des composites (2024). DOI : 10.1016/j.compscitech.2024.110567
Fourni par les Instituts de sciences physiques Hefei, Académie chinoise des sciences